伊川縣高溝村硅化木化石特征及成因淺析

（河南省煤田地質局二隊 河南洛陽471023）

（河南省煤田地質局二隊 河南洛陽471023）

經野外調查，伊川縣高溝村發現硅化木化石兩處，經過對硅化木化石的賦存特征、植物特征和礦物特征研究，結合硅化木化石沉積圍巖所反映的沉積環境，還原硅化木化石形成時的地理氣候環境，初步探討硅化木化石的成因。

伊川縣硅化木化石顯微特征化石成因

硅化木是地質歷史時期，喬木類、灌木類植物在特殊的埋藏條件下經硅化作用形成的樹木化石，2014年7月，在伊川縣半坡鄉高溝村西100m山坡上發現二疊系上統石千峰組地層中有硅化木化石一處，呈黃褐色，長2.5m（未揭露全長），底徑0.5m。后經踏勘及調查，共發現硅化木化石點兩個。

1 賦存特征

（1）一號硅化木化石（照片1）發現于高溝村西100m路北側，埋藏木化石的地層為石千峰組細粒巖屑長石砂中，地層傾向355°，傾角25°。硅化木呈深灰色，致密堅硬，順層埋藏，樹干粗端指向北東，細端指向南西，傾角22°，橫截面大致呈圓形，直徑0.31m。

照片1

（2）二號硅化木化石（照片2）發現于高溝村東，埋藏木化石的地層為石千峰組細粒巖屑長石砂巖，地層傾向350°，傾角25°。硅化木呈灰褐色，致密堅硬，順層埋藏，地表出露其一端，可見半圓形的橫截面，里端指向北東。硅化木長0.30m（發現時僅殘余該小段），一端橢圓長軸長約0.29m，向另一端變為楔形，頭尾不清，較粗端內部肉眼可見木質纖維結構。

照片2

2 化石顯微特征

2.1 植物組織特征及種屬

一號硅化木化石橫切面管胞排列整齊，無生長輪（年輪）。徑切面較模糊，管胞單列，偶雙列，交叉場窗格型。弦切面亦模糊，木射線5-12個細胞高度，木質部射線大多單列，極少雙列。經鑒定為Protophyllocladoxylon sp.（羅漢松科原始葉枝型木屬）。其顯微特征為①橫切面觀察無年輪，但因管胞直徑有細微差異，導致外觀上可見微弱的“假年輪”，其管胞呈圓形、橢圓形，或圓角的多邊形，管胞直徑30~76μm，平均53μm，管胞壁厚5~10μm，平均8μm。②弦切面可見木質部射線大多為單列，少量雙列，木射線高度1~40細胞高度，平均12個細胞高度。木射線高度54~1134μm，平均438μm。射線細胞呈近圓形或近矩形，高23~50μm，寬36~46μm，射線細胞密度為214個/mm2。弦向管胞壁偶見具緣紋孔。③徑切面管胞壁可見具緣紋孔呈1~2列，少量3列。單列的具緣紋孔呈圓形，部分橢圓。多列的具緣紋孔呈近圓形。

2.2 礦物特征

顯微鏡下可看出，一號硅化木化石礦物成分主要為大小不同的顆粒狀石英，含量為94%，粒徑在0.01mm~0.2mm之間，礦物顆粒形狀多呈長橢圓形，圓度較好，呈列狀排布，無細胞間的孔隙。硅化木化石中方解石占5%，少量褐鐵礦約占1%。褐鐵礦呈粒狀或粉末狀，斷續不規則細脈狀分布。硅化木化石表層被次生鈣質層包裹，鈣質層成分主要為泥晶方解石。

3 化石成因

經本次調查，區內石千峰組地層自上而下泥巖以紫紅色為主，紫紅色巖石一般指示炎熱干旱的氧化環境，砂巖以黃綠色為主，層面多夾鈣質結核層，同樣為干旱環境。其次，石千峰組各段地層中所采巖樣經鑒定均未發現孢粉化石，可推斷該區為持續性的，不適合植物生長的環境。另外，硅化木化石其莖干均截面均不具有植物年輪，說明其原木生長的氣候環境屬單一的炎熱干旱性氣候。埋藏硅化木的巖層為石千峰組砂泥巖段，屬濱湖三角洲水下分流河道沉積和分支河口砂壩沉積。該沉積相位于三角洲平原外側向湖的方向，為河流和湖水交鋒地帶，易形成快速埋藏的條件。

本地區及周邊未見巖漿巖，故推斷形成硅化木的硅質來源主要為圍巖中石英及長石。通過對硅化木及圍巖礦物成分對比可知，硅化木中的再生石英含量高達94%，而碳酸鈣及鐵質僅占6%，推測其原因為地下水可能呈弱堿性。還原硅化木形成過程為：暴雨形成洪水，洪水攜帶大量泥砂并迅速席卷了沿岸的植被。樹木經洪水搬運，形成異地堆積，并被源源不斷的泥沙掩埋，形成與氧氣隔絕的條件。在沉積過程中，地下水的運移，使圍巖中少量的石英及長石等礦物在壓力作用及堿性環境下溶解于地下水中，并逐漸滲透進入植物細胞內，經過一系列化學及物理反應，重新結晶為難溶于水的再生礦物，占據了植物內部空間，從而形成硅化木化石。由于本區硅化木化石在形成過程中，地下水運移過程緩慢，導致木化石的硅化過程緩慢，樹木的一些部位還未發生硅化，植物組織已經分解殆盡，出現殘缺。

[1]《華北地臺晚古生代煤地質學研究》，中國煤田地質總局，1997.7，尚冠雄；

[2]《河南省晚古生代聚煤規律》，河南煤田地質公司，1991；

[3]《河南禹縣晚古生代煤層沉積環境與聚煤特征》，中國地質大學，楊起；

[4]《中國豫西二疊系華夏植物群-禹州植物群》，中國地質大學，2006，楊關秀；

[5]河南省永城及其相鄰地區的石千峰組，1981，地質學雜質三期，王仁農；

伊川縣高溝村硅化木化石特征及成因淺析

■趙大鵬

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-95-1